基于人机工程的船舶姿态控制系统技术方案

本发明专利技术涉及船舶姿态控制技术领域，具体地说，涉及基于人机工程的船舶姿态控制系统。其包括船位控制单元、舵机控制单元和吊向控制单元。本发明专利技术操作人员通过行径规划模块、船位规划模块对船舶的航线路线以及船位的摆放进行控制，并通过舵机控制单元、吊向控制单元对舵机以及吊向机的控制，加快船舶转向或掉头的速度，减少船舶航行时的旋回初径，使船舶快速掉头或转向，减少船舶在掉头或转向时航线的距离，确保船舶在航线上形式，提高船舶在夜间航行的安全性。行的安全性。行的安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于人机工程的船舶姿态控制系统


[0001]本专利技术涉及船舶姿态控制
，具体地说，涉及基于人机工程的船舶姿态控制系统。

技术介绍

[0002]船舶在水面上行驶的过程中，存在不同的船舶姿态，如船舶在进行掉头、拐弯时均会出现横移偏移量，而在船舶出现横移偏移量时，船舶的船位会推离原先的航线，增加船舶驾驶的困难程度，同时在船舶遇到有风天气或河流存在流速的情况，船舶的掉头或转向的旋回初径都会改变，使船舶航线出现偏移，尤其是在黑夜行驶船舶时，船舶偏离航线会增加船舶搁浅、碰撞的事故发生的概率，增加船舶夜间航行的危险性，故需要一种在船舶掉头或转向时对船舶姿态进行控制的系统来保证船舶在航线上行驶。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供基于人机工程的船舶姿态控制系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，提供了基于人机工程的船舶姿态控制系统，包括船位控制单元、舵机控制单元和吊向控制单元，所述船位控制单元用于规划船舶的运动轨迹和移动方向，且在根据规划的移动方向形成船舶姿态调整的指令，并在指令形成后将指令传输到舵机控制单元、吊向控制单元，使舵机控制单元、吊向控制单元根据接收到的指令进行进行船舶的操控；所述舵机控制单元用于对操作人员的操作指令进行船舶行径的反应，并根据操作人员的操作指令进行船舶舵机角度的调整；所述吊向控制单元对舵机控制单元控制的舵机角度即进行分析，并在分析后对船首吊向机进行角度的控制，且舵机控制单元、吊向控制单元通过控制舵机和吊向机对船位进行改变，船位控制单元实时获取船舶信息，并根据获得信息形成新的指令来控制舵机控制单元、吊向控制单元对舵机、吊向机的操纵。
[0005]作为本技术方案的进一步改进，所述船位控制单元包括行径规划模块、船位规划模块和姿态调整模块；所述行径规划模块用于操作人员规划船舶的行径路线；所述船位规划模块用于操作人员对船舶的船位进行规划调整；所述姿态调整模块用于接收行径规划模块、船位规划模块中获取的信息，并根据行径规划模块、船位规划模块中的信息对船舶当前的船舶姿态进行调整，使船位和航行方向符合行径规划模块、船位规划模块中规划的信息数据。
[0006]作为本技术方案的进一步改进，所述船位控制单元还包括船舶定位模块，所述船舶定位模块用于对船舶的船位进行定位，获得船舶当前的位置信息，且行径规划模块、船位规划模块在进行船位以及航线的规划时，均通过船舶定位模块进行船位的确定。
[0007]作为本技术方案的进一步改进，所述舵机控制单元包括进车反应模块、倒车反应模块以及舵机角度控制模块；
所述进车反应模块用于对操作人员发出的前进指令进行操作反应，使船舶的推进器将船舶向前推动；所述倒车反应模块用于对操作人员发出的后退指令进行操作反应，使船舶的推进器将船舶向后推动；所述舵机角度控制模块用于根据操作人员对舵机角度的调整，使船舶的舵机倾角进行改变。
[0008]作为本技术方案的进一步改进，所述吊向控制单元包括舵角分析模块和吊向机角度控制模块；所述舵角分析模块对舵机角度控制模块控制的船舶舵机转向的角度进行分析，并在分析的过程中接收姿态调整模块发出的船舶姿态的信息，并根据船舶姿态信息对吊向机的旋转角度进行指令的设定，使吊向机对船首的方向进行对应的调整；所述吊向机角度控制模块用于接收舵角分析模块分析的吊向机转向的角度的数据，并根据接收的数据对吊向机进行转向的调整，使吊向机带动船首进行转向操作。
[0009]作为本技术方案的进一步改进，所述吊向控制单元还包括泊车控制模块，所述泊车控制模块用于控制吊向机角度控制模块、舵机角度控制模块，使船舶形成横移或掉头的趋势。
[0010]作为本技术方案的进一步改进，所述行径规划模块将规划的航线线路传输到进车反应模块中，使进车反应模块根据航线线路以及操作人员的指令对推进器进行前进的控制；所述船位规划模块将船位的信息传输到船位规划模块、行径规划模块中，并通过姿态调整模块将对舵机角度控制模块的控制，使船舶按照规划的船位信息进行船舶的移动，且在船位移动的过程中，吊向机角度控制模块控制吊向机转动的角度来辅助船舶船位的移动。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、该基于人机工程的船舶姿态控制系统中，操作人员通过行径规划模块、船位规划模块对船舶的航线路线以及船位的摆放进行控制，并通过舵机控制单元、吊向控制单元对舵机以及吊向机的控制，加快船舶转向或掉头的速度，减少船舶航行时的旋回初径，使船舶快速掉头或转向，减少船舶在掉头或转向时航线的距离，确保船舶在航线上形式，提高船舶在夜间航行的安全性。
[0012]2、该基于人机工程的船舶姿态控制系统中，通过舵机控制单元对舵机角度的控制，并通过吊向控制单元对船舶舵机转向角度进行分析，并在分析后对吊向机的转向角度进行控制，使吊向机配合推进器对船舶的船位进行调整，使船舶移动到规定的位置，同时通过吊向机和舵机的配合，使船舶形成横移的效果，降低船舶离泊、靠泊的难度，使船舶便于在狭小空间的移动。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的整体框图；图2为本专利技术的船位控制单元框图；图3为本专利技术的舵机控制单元框图；
图4为本专利技术的吊向控制单元框图；图5为本专利技术的整体组合框图；图6为本专利技术的船舶进车掉头或转向示意图；图7为本专利技术的船舶横移示意图；图8为本专利技术的船舶倒车掉头示意图。
[0014]图中各个标号意义为：1、船位控制单元；11、行径规划模块；12、船位规划模块；13、姿态调整模块；14、船舶定位模块；2、舵机控制单元；21、进车反应模块；22、倒车反应模块；23、舵机角度控制模块；3、吊向控制单元；31、舵角分析模块；32、吊向机角度控制模块；33、泊车控制模块。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0017]实施例1船舶在水面上行驶的过程中，存在不同的船舶姿态，如船舶在进行掉头、拐弯时均会出现横移偏移量，而在船舶出现横移偏移量时，船舶的船位会推离原先的航线，增加船舶驾驶的困难程度，同时在船舶遇到有风天气或河流存在流速的情况，船舶的掉头或转向的旋回初径都会改变，使船舶航线出现偏移，尤其是在黑夜行驶船舶时，船舶偏离航线会增加船舶搁浅、碰撞的事故发生的概率，增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于人机工程的船舶姿态控制系统，其特征在于：包括船位控制单元（1）、舵机控制单元（2）和吊向控制单元（3），所述船位控制单元（1）用于规划船舶的运动轨迹和移动方向，且在根据规划的移动方向形成船舶姿态调整的指令，并在指令形成后将指令传输到舵机控制单元（2）、吊向控制单元（3），使舵机控制单元（2）、吊向控制单元（3）根据接收到的指令进行进行船舶的操控；所述舵机控制单元（2）用于对操作人员的操作指令进行船舶行径的反应，并根据操作人员的操作指令进行船舶舵机角度的调整；所述吊向控制单元（3）对舵机控制单元（2）控制的舵机角度即进行分析，并在分析后对船首吊向机进行角度的控制，且舵机控制单元（2）、吊向控制单元（3）通过控制舵机和吊向机对船位进行改变，船位控制单元（1）实时获取船舶信息，并根据获得信息形成新的指令来控制舵机控制单元（2）、吊向控制单元（3）对舵机、吊向机的操纵。2.根据权利要求1所述的基于人机工程的船舶姿态控制系统，其特征在于：所述船位控制单元（1）包括行径规划模块（11）、船位规划模块（12）和姿态调整模块（13）；所述行径规划模块（11）用于操作人员规划船舶的行径路线；所述船位规划模块（12）用于操作人员对船舶的船位进行规划调整；所述姿态调整模块（13）用于接收行径规划模块（11）、船位规划模块（12）中获取的信息，并根据行径规划模块（11）、船位规划模块（12）中的信息对船舶当前的船舶姿态进行调整，使船位和航行方向符合行径规划模块（11）、船位规划模块（12）中规划的信息数据。3.根据权利要求2所述的基于人机工程的船舶姿态控制系统，其特征在于：所述船位控制单元（1）还包括船舶定位模块（14），所述船舶定位模块（14）用于对船舶的船位进行定位，获得船舶当前的位置信息，且行径规划模块（11）、船位规划模块（12）在进行船位以及航线的规划时，均通过船舶定位模块（14）进行船位的确定。4.根据权利要求2所述的基于人机工程的船舶姿态控制系统，其特征在于：所述舵机...

【专利技术属性】
技术研发人员：何景异，刘成义，陈杰，董彬，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：